KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法,研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定:
①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择:0.02 mol·L-1、0.002 mol·L-1
②所用H2C2O4溶液的浓度可选择:0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1
③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL。
(1)若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些实验条件,至少需要完成____            组实验进行对比即可得出结论。
(2)在其它条件相同的情况下,某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度,测得实验数据(从混合振荡均匀开始计时)如下表所示:
KMnO4酸性溶液浓度
(mol·L-1
溶液褪色所需时间(min)
 
第一次
第二次
第三次
0.02
14
13
11
0.002
6.7
6.6
6.7
 
①用0.002 mol/L KMnO4酸性溶液进行实验时,KMnO4的平均反应速率(忽略混合前后溶液体积变化)。
②依据表中数据,不能得出“溶液的褪色所需时间越短,反应速率越快”的结论。某同学设计以下方案,可以直接得出“褪色时间越短,反应的速率越快”结论。
KMnO4酸性溶液
H2C2O4溶液
浓度/ mol/L
体积(ml)
浓度/ mol/L
体积(ml)
0.02
2
b
4
a
2
c
4
 
则表中a=        ;b=         ;c=           。
(3)草酸电离常数:Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5。与KMnO4反应时,它将转化为CO2和H2O。
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为           
②室温下,0.1mol·L-1 KHC2O4酸溶液中pH    7,理由是            
(4)测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图。请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因:                   
 0  100311  100319  100325  100329  100335  100337  100341  100347  100349  100355  100361  100365  100367  100371  100377  100379  100385  100389  100391  100395  100397  100401  100403  100405  100406  100407  100409  100410  100411  100413  100415  100419  100421  100425  100427  100431  100437  100439  100445  100449  100451  100455  100461  100467  100469  100475  100479  100481  100487  100491  100497  100505  203614 

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